高中生物必修基础知识文档格式.docx
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4．水与光合作用的关系
：
水是光合作用的原料，也是光合作用的产物，还是光合作用的反应介质。
5．水与呼吸作用的关系：
水是呼吸作用的原料，也是呼吸作用的产物，还是呼吸作用的反应介质。
种子的呼吸作用会随水的增加而加强。
6水的污染
（1）水体富营养化：
水体富营养化在淡水中形成“水华”、在海洋中则产生“赤潮”。
（2）重金属污染：
水体中的重金属离子经生物的富集作用，造成高营养级生物中毒。
细胞中的无机盐1、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在
2．主要功能
（1）是复杂化合物的组成成分。
如Fe2＋是血红蛋白的组成成分，Mg2＋是叶绿素的组成成分。
（2）维持正常的生命活动。
如Ca2＋能降低神经系统的兴奋性，血浆中Ca2＋过低，会出现抽搐
现象，血浆中Ca2＋过高，则会导致肌无力。
（3）维持酸碱平衡和渗透压平衡。
如血浆中H2CO3/NaHCO3缓冲物质维持酸碱平衡；
Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。
有机化合物：
1）糖类：
糖类的化学元素组成：
元素组成（C,H.O）,糖类的作用：
细胞内的主要能源物质
分布：
动植物共有的糖，（都是单糖）葡萄糖，核糖在RNA中，脱氧核糖在DNA中。
植物特有的糖：
单糖（果糖），二糖蔗糖：
麦芽糖，多糖（淀粉，纤维素）。
动物体特有的糖：
单糖（半乳糖），二糖（乳糖），多糖（糖原）。
功能：
结构物质：
五碳糖，纤维素。
提供能源：
葡萄糖，果糖，半乳糖。
附：
二糖与多糖的水解产物：
蔗糖→1葡萄糖+1果糖
麦芽糖→2葡萄糖
乳糖→1葡萄糖+
1半乳糖
淀粉→麦芽糖→葡萄糖
纤维素→纤维二糖→葡萄糖
糖原→葡萄糖储存能量：
淀粉，糖原（暂时储能）。
2）脂质（C、H、O有的含N、P）合成部位主要是内质网
脂肪（C、H、O）：
（长期）储能，保温，缓冲减压
因为与糖类和蛋白质相比，脂肪中C和H两种元素的比例较高，因此在彻底氧化分解时产生的[H]、ATP较多，耗氧多，产热多。
因此脂肪是良好的储能物质（单位质量的脂肪所含能量大约是糖类的2倍）
磷脂（C、H、O、N、P）：
构成细胞膜和细胞器膜的主要成分
胆固醇，动物细胞膜的重要组成成分，参与血脂的运输
固醇性激素:
维持生物第二性征，促进生殖器官发育
维生素D:
有利于动物肠道对Ca、P吸收
能源物质及其供能顺序：
糖类、脂肪和蛋白质；
糖类是主要的能源物质；
直接的能源物质是ATP；
生命活动的最终能源是太阳能；
呼吸作用释放的能量大部分变成生物不可利用的热能，少数转化成ATP中活跃的化学能。
3）蛋白质（都含C、H、O、N有的含P、S；
占细胞干重最多）
组成蛋白质的基本单位:
氨基酸（约有20种，必需氨基酸（生物体不能自己合成的）8种，非必需氨基酸12种）
C
氨基酸的结构通式
氨基酸的结构特点:
一个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,
且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上.除此之外,
该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团.
各种氨基酸的区别在于侧链基团（R基）的不同
构成方式:
脱水缩合:
在蛋白质的形成过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合.
肽键的结构式是：
（—NH—CO—）。
★规律：
假设一个蛋白质分子中含有的氨基酸数为n
若蛋白质只有一条肽链,则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n－1
若蛋白质含有m条肽链,则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n－m
蛋白质分子量的计算.假设AA的平均分子量为a,含有的AA数为n则，形成的蛋白质的分子量为a×
n－18（n－m）即：
氨基酸的总分子量减去脱去的水分子总量
蛋白质结构的多样性的原因:
组成蛋白质的氨基酸种类,数目,排列顺序不同,肽链的条数和肽链的空间结构千差万别。
蛋白质的功能：
构成生物体，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体
运动作用，如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白
4）核酸（C.H.O.N.P）核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。
真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是DNA，大多数病毒的遗传物质是DNA;
极少数病毒的遗传物质是RNA。
磷酸 磷酸
核苷酸 含氮碱基 脱氧核苷酸脱氧核糖
五碳糖 含氮的碱基（Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ）
磷酸
核糖核苷酸 核糖
含氮的碱基（Ａ、Ｕ、Ｃ、Ｇ）
DNA：
通常为２条脱氧核苷酸链构成__双螺旋__结构.
核苷酸链
RNA：
通常为１条核糖核苷酸链
DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中少量DNA存在于线粒体，叶绿体中。
原核细胞中DNA主要存在于拟核中，RNA主要存在于细胞质中
附表
类别
DNA
RNA
基本单位
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸
碱基
腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
三、化合物的鉴定:
还原性糖:
斐林试剂甲液：
0.1g/mlNaOH乙液：
0.05g/mlCuSO4甲乙溶液先混合（现配现用）再与还原性糖溶液经水浴加热后生成砖红色沉淀.（该反应是氧化还原反应）（葡萄糖,果糖,麦芽糖是还原性糖，蔗糖是典型的非还原性糖，不能用于该实验）。
颜色变化：
浅蓝色、棕色、砖红色。
不能用西瓜汁，番茄汁甘蔗作为实验的材料
蛋白质:
双缩脲试剂A液：
0.1g/mlNaOHB液：
0.01g/mlCuSO4先加入A液1毫升，摇匀，再加入B液3-4滴.成紫色反应。
注意：
斐林试剂和双缩脲试剂的作用原理不同
斐林试剂的作用原理是还原糖可将新配制的Cu（OH）2还原成砖红色的Cu2O沉淀。
双缩脲试剂的作用原理是碱性溶液中的Cu2+与肽键反应，形成紫色的络合物。
脂肪:
苏丹III（橘黄色）苏丹IV（橘红色）50%酒精的作用是洗去浮色
核酸：
甲基绿+DNA=绿色吡罗红+RNA=红色甲基绿吡罗红混合使用，现配现用
8%盐酸的作用：
①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
②使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合
0.9%的NaCl的作用：
保持动物细胞的细胞形态
实验步骤：
①制片②水解③冲洗④染色⑤观察
【NaCl作用】：
（1）DNA粗提取:
利用DNA在2mol/LNaCl中溶解度高，而在0.14mol/LNaCl溶解度低的特点，反复溶解和析出，以达到提纯DNA的目的。
另外，在提取植物细胞DNA时，加入洗涤剂和食盐研磨，洗涤剂的作用是溶解细胞膜，食盐的作用是溶解DNA。
（2）动物细胞置于一定浓度NaCl溶液（生理盐水）中：
维持细胞渗透压，保持细胞正常形态。
（防止吸水涨破或失水而皱缩）。
（3）配制牛肉膏蛋白胨固体培养基时，NaCl提供无机盐。
（有时高浓度的NaCl还用于筛选耐盐微生物）
（4）前期发酵正常的豆腐块装瓶时逐层加盐，且越靠近瓶口盐量增加。
作用：
调节口味；
抑制微生物，防止腐败变质。
【酒精的作用】：
1脂肪鉴定：
50%的酒精，作用是洗去浮色；
②DNA粗提取：
95%的酒精，作用是利用DNA不溶于酒精的原理，进一步粗提取DNA；
③观察根尖有丝分裂、观察蝗虫的减数分裂、探究低温诱导染色体数目的变化:
95%的酒精，与质量分数15%的盐酸等体积混合，制备解离液，使得组织中的细胞相互分离开来；
④叶绿体中色素的提取和分离：
无水乙醇，作用是提取（溶解）色素；
⑤腐乳制作：
12%的酒精，目的是调节口味、抑制微生物的繁殖；
⑥微生物操作：
70%的酒精，作用是消毒。
高考资源网（）
来源：
高考资源网
版权所有：
高考资源网（www.ks5）
细胞的基本结构
一、基础知识
1.细胞是生物体结构和功能的基本单位。
除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。
2.高等动物生命系统的结构层次：
细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
植物无系统这个层次，单细胞生物无组织、器官、系统这些层次。
细胞是最基本的生命系统；
最大的生命系统是：
生物圈。
二、病毒的相关知识：
1、病毒是一类没有细胞结构的生物体。
主要特征：
①、专营细胞内寄生生活；
如：
人类免疫缺陷病毒（HIV）寄生在T淋巴细胞中，T2噬菌体寄生在大肠杆菌细胞中。
②、结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。
3、常见RNA病毒如：
流感病毒、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）、禽流感病毒、烟草花叶病毒等。
DNA病毒如：
噬菌体。
三、.细胞的多样性与统一性
1．细胞的统一性:
细胞膜,细胞质,细胞质中都有核糖体.遗传物质都是DNA.
2．细胞的多样性:
大小,细胞核,细胞质中的细胞器,包含的生物类群等均不同.
根据细胞内有无以核膜包被的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞两大类.
原核细胞
真核细胞
细胞壁
细菌细胞壁主要成分是肽聚糖
植物细胞壁主要成分是纤维素
核结构
拟核，无核膜、核仁；
DNA不与蛋白质结合，所以无染色体
具有核膜包被的细胞核，有核膜、核仁、DNA与蛋白质结合形成染色体
细胞器
只有核糖体
种类多，结构复杂
大小（直径）
1～10μm
10～100μm
种类
细菌、放线菌、蓝藻（掌握蓝藻的类群）（“藻”只有蓝藻是原核的，球菌、杆菌等都是细菌为原核生物，常见的菌还有乳酸菌、硝化细菌等）
植物、动物、真菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等.（“菌”只有真菌是真核的）
原核细胞与真核细胞的比较
相同点
1.有细胞膜
细胞质，均有核糖体，均能进行转录与翻译过程合成蛋白质。
2.均有DNA和RNA，且均以DNA为遗传物质。
区别：
1.细胞质中细胞器：
原核细胞不含复杂的细胞器，但有的能光合作用、有氧呼吸。
其场所分别在细胞质基质中、细胞膜上进行。
光合细菌、蓝藻、硝化细菌等。
高等植物成熟的叶肉细胞特有：
细胞壁、大的液泡、叶绿体
低等的植物细胞特有:
细胞壁、液泡、叶绿体、中心体
动物细胞特有：
中心体，（无细胞壁、叶绿体和大的液泡）。
2.均以DNA为遗传物质：
原核细胞DNA在拟核、质粒中。
无染色体结构。
（染色体由DNA和蛋白质组成）
真核细胞DNA在细胞核、线粒体或叶绿体中。
3.原核生物的遗传不遵循孟德尔的遗传规律，其变异靠基因突变，细胞不能进行有丝分裂和减数分裂。
真核生物的遗传遵循孟德尔的遗传规律，其变异来源有基因突变、基因重组、染色体变异。
4.转录与翻译：
原核生物通常在同一时间同一地点进行，边转录边翻译。
真核细胞转录在细胞核，翻译在细胞质中进行，先转录后翻译。
5.生殖方式：
原核生物只进行无性生殖，主要进行二分裂生殖
真核细胞进行有性生殖，但酵母菌在不良的环境下进行有性生殖，在良好的环境下进行无性生殖。
6.从生态系统的组成成分上看：
某些能进行光合作用或化能合成作用的原核生物属于生产者，为自养生物。
例光合细菌、蓝藻、硝化细菌等。
多数细菌为分解者，例乳酸菌等。
有的为消费者，例：
根瘤菌等。
大肠杆菌
在生态系统中的地位，假如它生活在大肠内，属于消费者，假如生活在体外则属于分解者
四、虎克既是细胞的发现者也是细胞的命名者；
细胞学说建立者是施莱登和施旺，
细胞学说内容：
1、一切动植物都是由细胞构成的。
2、细胞是一个相对独立的单位
3、新细胞可以从老细胞产生。
细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
意义:
说明细胞的统一性和生物体结构的统一性，即阐明了生物界的统一性。
1、细胞膜主要成分：
脂质和蛋白质，还有少量糖类。
而脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。
细胞膜结构特点：
流动性。
白细胞的吞噬作用、动物细胞的分裂、小泡的融合、细胞融合、神经递质的分泌、抗体的分泌等。
功能特点：
选择透过性。
与细胞膜上的载体种类和数量有关。
根对矿质元素离子的吸收、自由扩散、协助扩散、和主动运输均能体现细胞膜的选择透过性。
流动镶嵌模型的基本内容：
1磷脂双分子层构成了膜的基本支架
②蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层③磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动
细胞膜功能：
①将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定；
②控制物质出入细胞；
③进行细胞间信息交流。
2、细胞器根据膜的情况，可以分为双层膜、单层膜和无膜的细胞器。
（1）双层膜有叶绿体、线粒体：
叶绿体存在于绿色植物细胞，是绿色植物进行光合作用的场所，但不能说叶绿体是一切生物体进行光合作用的场所，因为原核细胞蓝藻没有叶绿体，但是它可以进行光合作用。
线粒体是有氧呼吸主要场所，同理不能说线粒体是进行有氧呼吸的唯一场所。
（2）单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡和溶酶体等：
粗面内质网是细胞内蛋白质合成和加工的场所，滑面内质网是糖类和脂质合成的场所；
高尔基体能够对蛋白质进行加工、分类、包装；
液泡是植物细胞特有，调节细胞内部环境，维持细胞形态，与植物细胞吸水有关；
溶酶体：
分解衰老、损伤细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
（3）无膜的细胞器有核糖体和中心体：
核糖体是合成蛋白质的主要场所，也就是翻译的场所；
附着在内质网上的核糖体主要合成分泌蛋白，游离的核糖体主要合成细胞自身所需的蛋白质。
另外线粒体、叶绿体中也有一些核糖体，与其自主遗传有关。
中心体是动物和低等植物细胞所特有，与细胞有丝分裂有关。
（4）叶绿体与线粒体的比较
共性：
①均有能量转换功能：
叶绿体将光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中稳定的化学能。
线粒体将有机物中稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能，为各项生命活动提供动力。
②均具有双层膜结构。
③均含有少量DNA，具有自主遗传特性，参与细胞质的遗传。
④均参与碳循环过程。
⑤均消耗水又产生水。
差异性：
叶绿体
线粒体
增大内膜面积的方式
囊状结构堆叠成基粒
内膜向内折叠形成嵴
完成生理过程
光合作用
有氧呼吸第二、三阶段
形成ATP的途径
用于暗反应中C3的还原
用于除光合作用暗反应外的各项生命活动
作用时间
有光条件下
时时刻刻
作用性质
趋向于同化作用
趋向于异化作用
3、细胞器的分工合作，以分泌蛋白的合成和运输为例来说明问题：
线粒体（提供能量）
核糖体内质网高尔基体细胞膜
（合成肽链）（加工、运输）（进一步加工包装）（囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放）
4、生物膜系统
的概念：
细胞膜、核膜，各种膜性细胞器的膜共同组成的生物膜系统。
生物膜系统
的作用：
①使细胞具有稳定内部环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量转换、信息传递；
②增加了细胞内酶的附着面积；
③可使细胞内生化反应区域化、秩序化。
光学显微镜下，只能看到细胞的大致结构，如细胞壁，细胞核，叶绿体，液泡。
电子显微镜下可以看到更细的结构。
红细胞的问题：
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以自生不能合成蛋白质，无氧呼吸，不能进行细胞分裂，寿命较短。
但可以用它来吸水涨破制备细胞膜。
其他动物，如两栖类、鸟类等的红细胞结构完整，有细胞核及细胞器，有利于实验的选材，如：
DNA的粗提取。
蛙的红细胞能进行无丝分裂，有细胞核，能进行DNA的复制。
细胞代谢部分
一、物质跨膜运输的方式包括被动运输和主动运输。
被动运输又包括自由扩散和协助扩散。
方向
载体
能量
举例
自由扩散
高→低
不需要
水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等
协助扩散
需要
葡萄糖进入红细胞
主动运输
低→高
氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞
大分子和颗粒物质是通过胞吞和胞吐进行运输的，没有跨膜，需要线粒体提供能量。
抗体、胰岛素、胰高血糖素、神经递质等的分泌，变形虫的运动，白细胞吞噬抗原。
影响跨膜运输的因素
1、自由扩散的因素：
细胞膜内外物质的浓度差。
2、影响协助扩散的因素：
（1）细胞膜内外物质的浓度差；
（2）细胞膜上相应载体的数量。
物质浓度
3、影响主动运输的因素：
（1）载体的种类和数量；
（2）能量。
影响物质运输速率的曲线分析
1、浓度（在一定范围内）对运输速率的影响曲线：
（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率越大。
协助扩散或主动运输
（2）协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。
自由扩散或协助扩散
2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：
（1）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。
（2）主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量，在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少，所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
几点说明
1、要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：
（1）分析被运输的物质是否通过细胞膜；
（2）明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）；
（3）分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度到低浓度，低浓度到高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。
2、在一定浓度范围内，协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快，主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限，主动运输还可能受细胞能量供应的限制。
3、氧气浓度是通过影响细胞呼吸产生能量的多少来影响主动运输速率的。
二、新陈代谢与酶
1、酶的概念：
是活细胞（来源）所产生的具有催化作用（功能）的一类有机物。
大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶，也有的是RNA。
2、酶作用的特点：
化学反应前后酶的性质不变。
酶的作用原理：
降低化学反应的活化能。
3、酶的特性：
①高效性：
催化效率比无机催化剂高许多。
②专一性：
每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③酶需要适宜的温度和pH值等条件：
在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。
低温使酶的活性下降，过酸、过碱和高温，都能使酶分子结构遭到破坏而失去活性。
4、胃蛋白酶只有在酸性环境（最适PH=2左右）才有催化作用，唾液淀粉酶PH=6.8左右；
胰蛋白酶PH=8.1左右
5、比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
实验过程
试管编号
1
2
各注入2mL过氧化氢溶液
√
加入不同催化剂
2滴肝脏研磨液
2滴氯化铁溶液
观察
产生气泡多少
多
少
卫生香燃烧
猛烈
几乎无变化
冒泡时间
短
长
结论
过氧化氢酶的催化效率远远高于Fe3+
注意事项
（1）实验时必须用新鲜的动物肝脏，这是因为酶是蛋白质，时间过长，过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，组织中的这些物质会减少且活性降低。
（2）实验使用肝脏的研磨液，目的是因为酶存在于细胞中，必须破坏细胞结构，使其中的酶释放出来，
这样可以加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
（3）加入催化剂后，要用棉花塞塞紧试管口，以免氧气逸出，轻轻振荡试管中物质混合均匀。
（4）滴加氯化铁溶液和滴加肝脏研磨液不可共用一支试管。
否则，由于酶的催化效率的高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。
（5）过氧化氢有一定的腐蚀性，注意不要接触皮肤。
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
实验原理
淀粉和蔗糖都没有还原性，都不能使斐林试剂还原，所以用斐林试剂鉴定时不出现红色的氧化亚铜沉淀。
唾液淀粉酶将淀粉水解成的麦芽糖则具有还原性，能够使斐林试剂还原，产生砖红色的沉淀。
蔗糖水解产生的葡萄糖和果糖都具有还原性，但唾液淀粉酶不能使蔗糖水解。
1号
2号
注入
可溶性淀粉溶液2mL
蔗糖溶液2mL
分别注入
2mL新鲜淀粉酶溶液
振荡
60℃水中
保温5min
加斐林试剂
2mL（振荡）
煮沸
1min
上述2支试管中有何变化？
5．注意事项
（1）做好本实验的关键是蔗糖的纯度和新鲜度。
这是因为蔗糖是非还原性糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受细菌作用，部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色的沉淀，使人产生错觉。
为了确保实验的成功，实验之前要先检验一下蔗糖的纯度。
普通的细粒蔗糖往往由于部分水解而具有一些还原糖。
可用市售大块冰糖，水洗去其表面
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